SiC Epitaxy
- Description
وصف
SiC Epitaxy
توفر PAM-XIAMEN طبقة رقيقة مخصصة (كربيد السيليكون) SiC على ركائز 6H أو 4H لتطوير أجهزة كربيد السيليكون. يتم استخدام رقاقة SiC epi بشكل رئيسي لتصنيع أجهزة الطاقة 600V ~ 3300V، بما في ذلك SBD، JBS، PIN، MOSFET، JFET، BJT، GTO، IGBT، إلخ. مع رقاقة كربيد السيليكون كركيزة، عادةً ما يتم استخدام طريقة ترسيب البخار الكيميائي (CVD) لترسيب طبقة من البلورة المفردة على الرقاقة لتشكيل رقاقة الفوقي. من بينها، يتم تحضير طبقة SiC عن طريق زراعة طبقات فوقية من كربيد السيليكون على ركائز كربيد السيليكون الموصلة، والتي يمكن تصنيعها بشكل أكبر في أجهزة الطاقة.
1.مواصفات كربيد الفوقية:
| البنود | تخصيص | القيمة النموذجية |
| بولي نوع | 4H | - |
| خارج التوجه نحو | 4 درجة قبالة | - |
| <11 2_ 0> | ||
| التوصيل | نوع ن | - |
| المقوي | نتروجين | - |
| تركيز الناقل | 5E15-2E18 سم-3 | - |
| تفاوت | ± 25٪ | ± 15٪ |
| انتظام | 2 بوصة (50.8 ملم)< 10% | 7% |
| 3 بوصة (76.2 ملم)< 20% | 10% | |
| 4 بوصة (100 ملم)< 20% | 15% | |
| نطاق السماكة | 5-15 ميكرون | - |
| تفاوت | ± 10٪ | ± 5٪ |
| انتظام | 2 "<5٪ | 2% |
| 3 "<7٪ | 3% | |
| 4 "<10٪ | 5% | |
| عيوب نقطة كبيرة | 2 "<30 | 2 "<15 |
| 3 "<60 | 3 "<30 | |
| 4 "<90 | 4 "<45 | |
| عيوب Epi | ≤20 سم -2 | ≤10 سم -2 |
| خطوة التجميع | .02.0 نانومتر (Rq) | .01.0 نانومتر (Rq) |
| (خشونة) |
استبعاد حافة 2 مم لـ 50.8 و76.2 مم، استبعاد حافة 3 مم لـ 100.0 مم
• متوسط جميع نقاط القياس للسمك وتركيز الناقل (انظر الصفحة 5)
• طبقات epi من النوع N < 20 ميكرون تسبقها طبقة عازلة من النوع n، 1E18، 0.5 ميكرون
• ليست كل كثافات المنشطات متوفرة في جميع السماكات
• التوحيد: الانحراف المعياري(σ)/المتوسط
• أي متطلبات خاصة بشأن المعلمة epi تكون عند الطلب
2. مقدمة من SiC Epitaxy
لماذا نحتاج إلى رقاقة الفوقي من كربيد السيليكون؟نظرًا لاختلافها عن عملية تصنيع أجهزة طاقة السيليكون التقليدية، لا يمكن تصنيع أجهزة طاقة كربيد السيليكون مباشرة على مواد كربيد السيليكون المفردة البلورية. يجب زراعة المواد الفوقي عالية الجودة على ركائز بلورية مفردة موصلة، وتصنيع أجهزة مختلفة على الرقاقة الفوقي SiC.
التكنولوجيا الفوقي الرئيسية لنمو الفوقي SiC هي ترسيب البخار الكيميائي (CVD)، الذي يحقق سماكة معينة والمواد الفوقية من كربيد السيليكون المخدر من خلال نمو تدفق خطوة مفاعل الفوقي SiC. مع تحسين متطلبات تصنيع أجهزة الطاقة من كربيد السيليكون وتحمل مستويات الجهد، تستمر رقاقة SiC epi في التطور في اتجاه العيوب المنخفضة والطبقة السميكة.
في السنوات الأخيرة، تم تحسين جودة المواد الفوقي الرقيقة من كربيد السيليكون (أقل من 20 ميكرومتر) بشكل مستمر. تم القضاء على عيوب الأنابيب الدقيقة في المواد الفوقي. ومع ذلك، فإن عيوب طبقة SiC، مثل السقوط، والمثلث، والجزرة، وخلع المسمار، وخلع المستوى القاعدي، والعيوب العميقة المستوى، وما إلى ذلك، تصبح العامل الرئيسي الذي يؤثر على أداء الجهاز. مع تقدم عملية الفوقية SiC، تطورت سماكة الطبقة الفوقية من بضعة ميكرومترات وعشرات ميكرومترات في الماضي إلى العشرات الحالية من ميكرومترات ومئات ميكرومترات. بفضل مزايا SiC مقارنة بـ Si، ينمو سوق SiC epitaxy بسرعة.
نظرًا لأنه يجب تصنيع أجهزة كربيد السيليكون على مواد الفوقي، فسيتم استخدام جميع المواد البلورية المفردة من كربيد السيليكون بشكل أساسي كفيلم فوقي من SiC لزراعة المواد الفوقي. لقد تطورت تكنولوجيا المواد الفوقي من كربيد السيليكون بسرعة على المستوى الدولي، حيث يصل أعلى سمك الفوقي إلى أكثر من 250 ميكرومتر. من بينها، تتميز تقنية النفوق التي يبلغ حجمها 20 ميكرومترًا أو أقل بنضج عالٍ. تم تقليل كثافة عيوب السطح إلى أقل من 1/سم2، كما تم تقليل كثافة الخلع من 105/سم2 إلى 103/سم2. يقترب معدل تحويل الخلع للمستوى الأساسي من 100%، وهو ما يلبي بشكل أساسي متطلبات المواد الفوقي لإنتاج أجهزة كربيد السيليكون على نطاق واسع.
في السنوات الأخيرة، نضجت أيضًا تكنولوجيا المواد الفوقي الدولية 30 ميكرومتر ~ 50 ميكرومتر بسرعة، ولكن نظرًا لمحدودية الطلب في سوق SiC epi، كان تقدم التصنيع بطيئًا. في الوقت الحاضر، يمكن لشركة التصنيع أن تقدم المواد الفوقية من كربيد السيليكون على دفعات، بما في ذلك طبقة Cree SiC، وطبقة PAM-XIAMEN SiC، وطبقة Dow Corning SiC وما إلى ذلك.
3. طرق الاختبار
رقم 1. تركيز الناقل: يتم تحديد صافي المنشطات كقيمة متوسطة عبر المنطقة باستخدام مسبار الزئبق CV.
رقم 2. السُمك: يتم تحديد السُمك كقيمة متوسطة عبر الرقاقة باستخدام نظام FTIR.
رقم 3.عيوب النقاط الكبيرة: يتم إجراء الفحص المجهري بقوة 100X، على مجهر بصري أوليمبوس، أو ما شابه ذلك.
رقم 4. يتم إجراء فحص عيوب Epi أو خريطة العيوب باستخدام محلل السطح البصري KLA-Tencor Candela CS20 أو SICA.
رقم 5. تجميع الخطوات: يتم فحص تجميع الخطوات والخشونة بواسطة AFM (مجهر القوة الذرية) على مساحة 10 ميكرومتر × 10 ميكرومتر
3-1: أوصاف عيوب النقاط الكبيرة
العيوب التي تظهر شكلًا واضحًا للعين غير المساعدة ويبلغ عرضها أكثر من 50 ميكرون. وتشمل هذه الميزات المسامير، والجزيئات الملتصقة، والرقائق والحفر. تعتبر العيوب النقطية الكبيرة التي يقل حجمها عن 3 مم عيبًا واحدًا.
3-2:أوصاف عيب النفوق
تشمل عيوب نفوق SiC شوائب 3C وذيول المذنبات والجزر والجزيئات وقطرات السيليكون والسقوط.
4. تطبيق رقاقة الفوقي كربيد السيليكون
تصحيح معامل القدرة (PFC)
العاكس الكهروضوئي ومحولات UPS (إمدادات الطاقة غير المنقطعة).
محركات السيارات
تصحيح الإخراج
السيارات الهجينة أو الكهربائية
يتوفر صمام ثنائي SiC شوتكي بـ 600 فولت، 650 فولت، 1200 فولت، 1700 فولت، 3300 فولت.
يرجى الاطلاع أدناه على تفاصيل التطبيق حسب المجال:
| حقل | تردد الراديو (RF) | جهاز الطاقة | يؤدى |
| مادة | SiLDMOS | سي | الجاليوم / Al2O3 |
| الغاليوم | الجاليوم / سي | الجاليوم / سي | |
| GaN / SiC | SiC / SiC | GaN / SiC | |
| الجاليوم / سي | Ga203 | / | |
| جهاز | GaN HEMT القائم على SiC | MOSFET القائم على SiC BJT القائم على كربيد السيليكون IGBT على أساس SiC SBD على أساس SiC |
/ |
| طلب | رادار ، 5G | المركبات الكهربائية | إضاءة الحالة الصلبة |
5. الرقائق الميكانيكية مع طبقات Epi: متوفرة، مثل مراقبة العمليات، والتي تتطلب رقائق ذات قوس منخفض وصفحة ملتوية.
رقائق 150 مم 4H من نوع SiC EPI
طبقة SiC Epilayer الجوهرية على ركيزة كربيد السيليكون
لماذا نحتاج إلى رقاقة الفوقي من كربيد السيليكون؟
هيكل SiC MOSFET متجانس على الركيزة SiC
غشاء رقيق فوقي من كربيد السيليكون (SiC) للكاشفات
